Kastamonu Education Journal
November 2018 Volume:26 Issue:6
kefdergi.kastamonu.edu.tr
Organik Kimya Kavramlarının Öğretiminde Düşünce Deneyleri Temelli
Argümantasyonun Lise Öğrencilerinin Eleştirel Düşünme Becerilerine
Etkisi
The Effect of Thought Experiments-Based Argumentation on High
School Students’ Critical Thinking Skills in Teaching Organic Chemistry
Concepts
Gülseda EYCEYURT TÜRK
a, Mustafa TÜYSÜZ
b, Ümmüye Nur TÜZÜN
caCumhuriyet Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Kimya Eğitimi Anabilim Dalı, Sivas, Türkiye. bVan Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Fen Bilgisi Eğitimi Anabilim Dalı, Van, Türkiye.
cMilli Eğitim Bakanlığı, Ankara, Türkiye
Received: 04.10.2017 To Cite: Türk Eyceyurt, G., Tüysüz, M. & Tüzün, Ü. N. (2018). Organik kimya kavramlarının öğretiminde düşünce
Anahtar Kelimeler Kimya öğretimi organik kimya düşünce deneyleri argümantasyon eleştirel düşünme Keywords Chemistry teaching organic chemistry thought experiments argumentation critical thinking Öz
Bu araştırmanın amacı, temel organik kimya kavramlarının öğretiminde düşün-ce deneyleri temelli argümantasyon öğrenme yaklaşımının 12. sınıf lise öğrenci-lerinin eleştirel düşünme becerileri üzerine etkisi olarak belirlenmiştir. Çalışmada nitel araştırma modeli seçilmiştir. Araştırmaya gönüllülük esasına göre 15, 12. sınıf öğrencisi katılmıştır. Öğrencilerin yapılandırdıkları argümanlar ve süreç değer-lendirme amaçlı gözlem notları veri toplama araçları olarak kullanılmıştır. Veriler içerik analiziyle çözümlenmiştir. Verilerin analizi sonucunda temel organik kimya kavramlarının öğretiminde düşünce deneyleri temelli argümantasyon öğrenme yak-laşımının öğrencilerin argüman yapılandırma vasıtasıyla eleştirel düşünme beceri-lerini geliştirdiği bulunmuştur. Düşünce deneyleri temelli argümantasyon öğrenme yaklaşımlaşımının öğrencilerin eleştirel düşünme becerileri üzerine etkisinin araş-tırılmasının farklı konulardaki uygulamaları araştırmanın önerisi olarak sunulabilir.
Abstract
The aim of the study was to investigate the impact of thought experiments-ba-sed argumentation learning approach on 12th-grade high school students’ critical thinking skills in teaching basic organic chemistry concepts. Qualitative research design was conducted and 15, 12th grade high school students participated in the research voluntarily. Data were analyzed by content analysis. Arguments construc-ted by the students and field notes evaluating the whole process were used as data collecting tools. As a result of the analysis of the data, it was found that thought experiments-based argumentation in teaching basic organic chemistry concepts en-hanced students’ critical thinking skills via argument construction. As a recommen-dation of this research, the impact of thought experiments-based argumentation learning approach on students’ critical thinking skills on different subjects could be suggested.
Extended Summary
In most of the countries, studies have been conducted to integrate critical thinking in science teaching programs with the awareness of the biringing up citiziens who could construct plausible decisions. Somehow this goal is not implemented properly in the classrooms. One of the reasons is that teachers do not have a clear idea of critical thinking since the meaning attributed to critical thinking in different contexts is not clear (Vieira, Tenreiro-Vieira, and Martins, 2011). Norris and Ennis (1989, cf., West, 1994, p.3) described critical thinking as “reasonable and reflective thinking that is focused upon deciding what to believe or do.” According to Derry et al. (2000, cf., Joung, 2003, p. 33), “critical thinking includes the process of building an argument for a position and developing supporti-ve evidence or counter arguments in response to a previous argument.” Osupporti-ver many years argumentation has been a teaching method for making students critical thinkers (Freeley and Steinberg, 2005). Referring argumentation as a teaching method, it would be useful to make a distinction between argument and argumentation concepts. Argument refers to the substance of claims, data, warrants and backings that contribute to the content of an argument; whereas argumentation relates to the process of assembling these components, in other words of arguing (Simon, Erduran, and Osborne, 2006, p. 237). Toulmin’s argument pattern (2003) includes five elements which are the claim, data, warrants, backings and rebuttals. A thought experiment could be reconstructed as an argument on the basis of Toul-min argument pattern components. ‘The analysis and appraisal of a thought experiment will involve reconstructing it explicitly as an argument, so that “a good thought experiment is a good argument, a bad thought experiment is a bad argument” (Norton, 1991, cf., Gendler, 1998, p. 400). “To make the thought experiment term explicit, a thought experiment is to make a judgement about what would happen if the particular state of affairs described in some ima-ginary scenario were actually to obtain” (Norton, 1996, cf., Gendler, 1998, p. 398). In the light of these information, for a proper chemistry teaching “Why some students do not learn chemistry?” question could be asked. The students struggle but are insufficient to understand chemical concepts correctly because of the chemical concepts’ submic-roscopic nature (Nakhleh, 1992). “If we want to teach the students chemistry properly, our commonly used teaching strategies are not sufficient,” (Erduran, 2009, p. 13). Many chemistry educators emphasized argumentation as a core teaching method (Tumay and Koseoglu, 2011). Lessons involving argument should require students to engage in discussion and debate in small groups. Offering students the opportunity to participate in argument, opposing and supporting each other, promotes critical thinking and improves their information, beliefs, and reasoning (Quinn, 1997, cf., Osborne, Erduran, Simon and Monk, 2001). Thus, the aim of the study was to investigate the impact of thought experiments-based argumentation learning approach on 12th-grade high school students’ critical thinking skills in teaching basic organic chemistry concepts. For this purpose, case study based qualitative research was selec-ted. A case study enables researchers to investigate an issue in depth (Buyukozturk, et al., 2010, p.20). The study was conducted on 15 high school students throughout 28 lessons guided by worksheets making students argue thought experiments parallel with organic chemistry unit’s targets. Student constructed arguments and students’ field notes evaluating the whole process were used as data collecting tools. Three researchers checked data collecting tools’ validity and reliability. Content analysis was utilized for the data gathered.
Before the application process, it was explained to the students what thought experiment, argumentation and ar-gument concepts referred to them. During the application seven thought experiments parallel with organic chemistry unit’s targets were argued in big class discussion after of which the students reconstructed each of the thought expe-riments as argument patterns individually according to Toulmin argument pattern (2003) throughout four lessons per a thought experiment. At the end of the application, the students evaluated the whole process.
At the end of the investigation, it was found that for teaching organic chemistry thought experiments based ar-gumentation learning approach enhanced students’ critical thinking skills. According to Cambridge Thinking Skills Syllabus (2011) and Lim’s (2011) research, constructing an argument scientifically correct helps students becoming critical thinkers. Thus, it played a vital role to make students reconstruct thought experiments as argument patterns scientifically correct and coherent with Toulmin argument pattern (2003) in this study. The students reconstructed each of the seven thought experiments as argument patterns (f:5, f:6, f:6, f:8, f:9, f:6, f:7). The process was evaluated as successful because 1/3 of the students reconstructed each of the seven thought experiments as argument patterns scientifically correct and coherent with Toulmin argument pattern (2003). An example of a reconstruction of a thou-ght experiment as an argument was introduced below:
Twın earth paradox: Suppose a twin earth. In this twin earth, everybody and everything has a twin. The only difference in the twin earth is that the gas using as fuel formed by the formula of XYZ instead of CH4. It’s known that XYZ has all of CH4’s characteristics. Classify twin earth’s fuel as the organic or inorganic compound. (Adapted
Putnam’s twin earth thought experiment.)
Argument of S4 (student coded by 4): XYZ is an organic compound (claim). XYZ has all of CH4’s characteristics (data). Because of XYZ’s formation looks like CH4’s (warrant). If XYZ has all of CH4’s characteristics, then it must consist of C, H and O atoms, and then it is an organic compound (backing). If XYZ is inorganic … (rebuttal). At the end of the research, it was also found from students’ evaluations that student criticizing their own and others thinking strategies helped them becoming critical thinkers and understanding the concepts properly and entertainingly. This finding supported by Tumay and Koseoglu’s research (2011, p. 105-106) stated as “Students educated in argumen-tation based lessons are capable of criticizing claims and warrants in discussions for making decisions for daily life problems.”
As a recommendation of this research, the impact of thought experiments-based argumentation learning approach on students’ critical thinking skills on different subjects could be suggested.
1. Giriş
21. yüzyılla birlikte ülkeler bireylerden yaratıcılık, eleştirel düşünme, problem çözme ve işbirlikçi çalışma gibi be-cerilere sahip olmalarını beklemektedir. Bu beklenti her alanda olduğu gibi fen eğitiminde de önemli bir yere sahiptir (Tümkaya, 2011). Bu bakımdan, son yıllarda gelişmiş ve gelişmekte olan ülkeler fen müfredatlarına eleştirel düşünmeyi entegre etmek için çalışmalar yapmaktadır. Her nasılsa bu amaç sınıflarda uygun biçimde uygulanamamaktadır (Vural ve Kutlu, 2004). Bunun sebeplerinden biri farklı bağlamlarda eleştirel düşünmeye atfedilen anlamın açık olmamasın-dan dolayı, öğretmenlerin eleştirel düşünme hakkında net bir fikrinin olmamasıdır (Vieira, Tenreiro-Vieira ve Martins, 2011). Norris ve Ennis (1989, akt., West, 1994, s.3) “eleştirel düşünmeyi neye inanacağına ya da ne yapacağına karar vermeye odaklanan makul ve yaratıcı düşünme” olarak tanımlarken, Derry ve diğerleri (2000, akt., Joung, 2003, s.33) eleştirel düşünmeyi “durum için argüman yapılandırma ve argümana delil, destek ya da karşı argüman geliştirme” olarak tanımlamışlardır.
Araştırmacılar öğrencilerin eleştirel düşünme becerilerini geliştirmek için birçok öğretim yaklaşımı üzerinde çalış-maktadır. Bu yaklaşımlardan argümantasyon eleştirel düşünmeyi öğretmede önemli yöntemlerden biri olmuştur (Fre-eley ve Steinberg, 2005). Çünkü bilime katkı sağlayan bilginin üretilmesi ve bunun bilim insanları tarafından kabul görmesinde, argümantasyon etkinlikleri önemli bir yere sahiptir (Kaya ve Kılıç, 2008). Alan yazında argümantasyonun birçok tanımı yapılmıştır. Bunlardan biri, bir çok araştırmacı tarafından sonucu, iddiayı destekleme ya da çürütme için delil ve teori koordinasyonu olarak tanımlanmıştır (Erduran ve Msimanga, 2014; Erduran ve Yan, 2009; Suppe, 1998, akt., Osborne, Erduran ve Simon, 2004). Bir başka ifadeyle argümantasyon, iddianın veri, destek, delil gibi temellerle geçerlenmesi süreci olarak görülebilir (Toulmin, 2003). Toulmin (2003, s. 90-96) bir argümanı oluşturan bileşenleri; “iddia (ortaya atılan sav), veri (iddiayı temellendiren durumlar), gerekçe (iddia ve veriyi ilişkilendiren ifadeler), destek (gerekçenin teminatı), çürütme (gerekçenin geçerliğinin bir tarafa konduğu durum)” şeklinde sıralamıştır.
Fen öğretim ortamları argümantasyon temelinde yapılandırılırken öğrencilerin hazırbulunuşluğuna ve konunun do-ğasına uygun bir argümantasyon stratejisinin seçimi de önemlidir. Literatürde ifadeler tablosu, kavram haritası, deney raporu, yarışan teoriler, argüman yapılandırma, tahmin et-gözlemle-açıkla, bir deney tasarımı gibi argümantasyon stra-tejileri mevcut olmakla birlikte düşünce deneyleri de argümantasyon sürecinde kullanılabilir bir stratejidir (Osborne, Erduran ve Simon, 2004; Tüzün, 2016). Sembolik mantığın biçimsel metotları ve kavramsal kaynaklarınca desteklenen bir argüman, bir düşünce deneyinin kurgulayıcısıdır (Ireson, 2005). İyi bir düşünce deneyi iyi bir argüman, kötü bir dü-şünce deneyi kötü bir argümandır (Norton, 1991, akt., Gendler, 1998). Düdü-şünce deneyleri hem argüman hem de günlük yaşam bağlamında yaygın bir sonuç çıkarma aracıdır (Georgiou, 2005). Bazı deneyler karmaşık bir laboratuar sürecinde değil zihnin laboratuarında yürütülür (Brown, 1991). Hayali bir senaryoda tarif edilen belirli bir durumun gerçek olması halinde ne olacağı hakkında bir yargıya varma düşünce deneyi olarak tanımlanır (Norton, 1996, akt., Gendler, 1998). Reiner’e göre (1998) bir düşünce deneyi; varsayıma dayanan bir dünya, bir hipotez, zihinsel olarak gerçekleştirilen bir deney, geçmiş deneyimlere ve mantığa dayalı sonuçlar, bu sonuçlara dayalı bir karar bileşenlerini içerir. Bir düşünce deneyi dünya hakkında bilgilenmemizi sağlarken, fiziksel deneyler gibi deneysel veri sonuçlarına danayanmadığından tanımlanabilir bir argüman kaynaklıdır (Norton, 1991). Düşünce deneylerinin argüman olarak yeniden kurgulanması süreci ise öğrencilerin birbirlerinin düşünme stratejilerini kritik etmesi suretiyle onların eleştirel düşünebilmelerinin ve anlamlı öğrenmelerinin geliştirilmesi şeklindedir. Bütün bu bilgiler ışığında düşünce deneyleri temelli argümantasyon: Bir argüman modeli temelinde iddiayı destekleme ya da çürütme amacıyla gerekçe sunma sürecinde argümantasyon stratejisi olarak düşünce deneyi kullanmadır. Düşünce deneyleri temelli argümantasyon öğrencilerin eleştirel düşünme becerilerininden: Düşünce deneyindeki varsayımları zihinlerinde senaryolaştırma sürecinde örtük varsayımların farkına
varma becerisini, düşünce deneyini argüman olarak yeniden yapılandırma sürecinde ise argüman yapılandırma beceri-sini geliştirir (Tüzün, 2016). (Eleştirel düşünme becerilerinden örtük varsayımların farkına varma becerisi ve argüman yapılandırma becerisi Cambridge Düşünme Becerileri Programında - Cambridge Thinking Skills Syllabus - (2011) ve Lim’in (2011) araştırmasonda tanımlanmış eleştirel düşünme becerileri içerisinde yer almaktadır.)
Fen bilimlerinin doğası gereği öğrenilmesi ve öğretilmesi zor alanlarından birisi de kimyadır. Özellikle kimya ko-nuları içerisinde öğrenciler tarafından öğrenilmesi zor bulunan konulardan birisi de organik kimyadır (Kurbanoğlu ve Taşkesenligil, 2002). Bu yüzden öğrencilerin organik kimya kavramlarını öğrenmelerinde yaşadıkları zorlukların ne-denleri irdelenmesi gerekmektedir. Bu yüzden ilk başta sorulması gereken soru “Neden bazı öğrenciler organik kimyayı öğrenemez?” şeklinde olmalıdır. Nakhleh (1992) bu soruya cevap olarak, bazı öğrencilerin çaba göstermelerine rağ-men, kimyayı anlamada başarılı olamamalarının sebebini kimyanın tanecikli doğasını zihinlerinde bilimsel olarak doğru bir biçimde resmedememelerine bağlamıştır. Bunu biraz daha özele indirgersek örneğin öğrencilerin organik kimya kavramlarını zihinlerinde doğru olarak yapılandırmamalarının sebeplerinden biri, bir molekülün stereokimyasına dair zihinlerinde bir resim oluşturamamalarıdır (Kurbanoğlu ve Taşkesenligil, 2002). Öğrencilerin kimya kavramlarını zihin-lerinde bilimsel olarak doğru bir şekilde yapılandırabilmeleri için kimya öğretim ortamları maddenin tanecikli doğası temelinde yapılandırılmalıdır. “Eğer biz kimya eğitimcileri olarak öğrencilere kimyanın ne ile ilgili olduğunu öğretmek istiyorsak; şu anki sınırlı yaklaşımlarımız yeterli değildir”, (Erduran 2009, s. 13). Yapılan bazı araştırmalar öğrencile-rin kimya kavramlarını bilimsel olarak doğru bir biçimde zihinleöğrencile-rinde yapılandırabilmeleri için düşünme becerileöğrencile-rinin geliştirilmesi gerektiğini vurgulamaktadır (örneğin Lim, 2011). Bu yüzden öğrencilerin kimya öğretiminde düşünme becerilerinin geliştirilmesinde birçok öğrenme yaklaşımı geliştirilmiştir (Erduran ve Yan, 2009; Kuhn ve Udell, 2007). Bu öğrenme yaklaşımlarından biri de düşünme deneyleri temelli argümantasyon öğrenme yaklaşımıdır (Tüzün, 2016). Eğer kimya öğrenme ortamları öğrencileri temel kimya kavramları üzerinde iddiada bulunma, savunma, karşı çıkma, sorgulama gibi süreçleriyle ilişkilendirecek biçimde yapılandırılırsa onların düşünme becerilerine pozitif yönde katkı sağlayacağı beklenilmektedir (Maloney ve Simon, 2006; Osborne, Erduran, Simon ve Monk, 2001).
Alan yazında düşünce deneyleri temelli argümantasyon öğrenme yaklaşımının eleştirel düşünme becerilerini nasıl geliştirdiğine dair yapılan bir araştırmada öğrencilerin örtük varsayımların farkına varma, argüman yapılandırma, bilgi seçimi ve sentezini içeren nedensel durum yapılandırma becerilerinin geliştirilmiş olduğu görülmüştür (Tüzün, 2016). İlgili araştırmada öğrenciler düşünce deneylerinin varsayımlarını açığa çıkarmış, düşünce deneyini argüman olarak yeniden yapılandırmış ve de verilen düşünce deneylerinden analiz-sentez süreçleriyle yeni bir düşünce deneyi yapılan-dırmış, bu sayede eleştirel düşünebilmişlerdir. Argümantasyon eğitimi temelli yapılan araştırmalara bakıldığında ise De-mirel (2016), araştırmasında fen konulu argümantasyon etkinliklerinin sekizinci sınıf öğrencilerinin tartışma isteklerini artırdığını bulmuştur. Benzer bir araştırmada, fen konulu argümantasyon etkinliklerinin altıncı sınıf öğrencilerinin bir-birlerinin düşünme stratejilerini izleme vasıtasıyla akrandan öğrenme sağladığı vurgulanmıştır (Kabataş Memiş, 2014). Bir başka araştırmada ise, fen argümantasyon etkinliklerinin öğretmen adaylarının eleştirel düşünmesini geliştirdiği bulunmuştur (Kabataş Memiş, 2017). Zohar ve Nemet (2002) araştırmalarında genetik öğretiminde argümantasyondan faydalanmış ve öğrencilerin düşünmeyi düşündüklerini bulmuşlardır. Öğrencilere sosyobilimsel konularda argüman-tasyon sürecini ve eleştirel düşünmeyi öğretmek amaçlı araştırma ise, öğrencilerin eleştirel düşünme soruları yapılan-dırmaları ve zamanla argümanlarının gelişmesi ile sonuçlanmıştır (Nussbaum ve Edwards, 2011). West (1994) sözlü iletişimde argümantasyonun eleştirel düşünme becerilerine etkisini nicel modelle araştırmış, argümantasyon öğretimi verilen deney grubu öğrencilerinin ‘veri yorumu’ ve ‘argüman’ alt testlerinde daha başarılı olduklarını bulmuştur. De-veci (2009) ve Gültepe (2011) temel kimya kavramlarını esas aldıkları araştırmalarında argümantasyonun öğrencilerin eleştirel düşünme becerilerini geliştirdiğini bulmuşlardır.
Bu araştırmada ise 12. sınıf öğrencilerine organik kimya kavramlarının düşünce deneyleri temelli argümantasyon öğ-renme yaklaşımıyla öğretilmesinin; öğrencilerin birbirlerinin düşünme stratejilerini kritik etmelerinin; onların eleştirel düşünme becerilerine etkisi araştırılmıştır. Alan yazında organik kimya konusunda öğrencilerin birbirlerinin düşüncele-rini, algılarını ve yanlış kavramalarını tartışmalarının onların kavram başarı testi puanlarını artırdığı yönünde araştırma (Lyle ve Robinson, 2003) olmasına rağmen bu araştırmanın farkı öğrencilerin organik kimya konulu düşünce deneyle-rini argüman olarak yeniden kurgulamasıdır. Alan yazında organik kimya kavramlarının öğretiminde düşünce deneyleri temelli argümantasyon yaklaşımını odak noktası alan bir araştırmaya rastlanılamadığından bu araştırmayla alan yazın-daki bu boşluğa katkı sağlanacağı düşünülmektedir. Bu bağlamda araştırmanın problem cümlesi; “Bazı organik kimya kavramlarının öğretiminde düşünce deneyleri temelli argümantasyon öğrenme yaklaşımının 12. sınıf lise öğrencilerinin eleştirel düşünme becerileri üzerine etkisi nedir?’ biçiminde yapılandırılmıştır.
2. Yöntem
Araştırmanın Deseni
Bu araştırmada birbirine bağlı sistemler olarak; düşünce deneyleri temelli argümantasyon öğrenme yaklaşımının 12. sınıf öğrencilerinin eleştirel düşünme becerilerini geliştirmeye etkisi nitel araştırma desenlerinden durum çalışması kullanılarak derinlemesine incelenmiştir. Nitel araştırma desenlerinden durum çalışması; “bir ya da birden fazla olayın, ortamın, programın, sosyal grubun ya da diğer birbirine bağlı sistemlerin derinlemesine incelendiği yöntem” olarak ta-nımlanmaktadır (Büyüköztürk, vd., 2010, s. 20). Bu araştırmada da ‘öğrencilerin yapılandırdıkları argümanlar ve süreci değerlendirdikleri gözlem notları derinlemesine incelenmiştir.’
Araştırmanın Katılımcıları
Nitel araştırmada sadece analitik ve bağlamsal genellemeler yapılabileceğinden, istatistikî genellemeler yapılamaya-cağından, araştırmanın evreni ve örneklemi yerine araştırmanın kartılımcılarından bahsedilmiştir. Bu araştırmanın katı-lımcıları 2016-2017 öğretim yılında Ankara’da bir ortaöğretim kurumunda öğrenim gören 15 tane 12. sınıf öğrencisidir. Nitel araştırmalarda, araştırmanının inandırıcılığı ve okuyucuya doğru bir bakış açısı sunabilmek adına, araştırmanın katılımcılarının ve araştırmanın bağlamının ayrıntılı betimlemesine yer verilir. Araştırmanın katılımcılarının belirlen-mesinde kriter öğrencilerin gönüllü olmalarıdır. Katılımcılar daha öncesinde araştırmanın uygulama sürecine benzer bir öğrenim görmemişlerdir. Ortaöğretim kurumunun türünden kaynaklı olarak araştırmanın bütün katılımcıları kızdır. Araştırmanın katılımcıları ortaöğretim kurumunun bilişim bölümü öğrencileridir, orta başarı düzeyi ve orta sosyoeko-nomik düzeye sahiptirler.
Veri Toplama Araçları
Araştırmanın veri toplama araçları düşünce deneylerini argüman olarak yeniden kurgulatan öğretim dizini çalışma yaprakları ve öğrencilerin süreci değerlendirdikleri gözlem notlarıdır. Öğretim dizini çalışma yaprakları ortaöğretim 12. sınıf kimya öğretim programında (2013) yer alan organik kimyaya giriş ünitesi kazanımlarına entegre biçimde yapılan-dırılmış düşünce deneylerini argüme ettirmektedir. Veri toplama araçlarının kapsam geçerliği alan eğitiminde uzman üç fen eğitimcisi tarafından kontrol edilmiştir ve güvenirliği ise aynı uzmanların verileri kodlama ve kategorilermeleri arasındaki %95 tutarlık ile belirlenmiştir.
Veri Toplama Süreci
Araştırma ortaöğretim 12. sınıf kimya öğretim programında (2013) yer alan ‘organik kimyaya giriş’ ünitesi kazanım-larına paralel biçimde yürütülmüştür. Araştırmanın uygulaması, düşünce deneylerini tartıştıran öğretim dizini çalışma yaprakları temelinde 28 ders saati süreyle yürütülmüştür. Araştırmanın uygulama sürecinden önce öğrenciler düşünce deneyi, argümantasyon ve argüman kavramlarıyla ilgili bilgilendirilmişlerdir. Uygulama sürecinde öğrenciler yedi adet düşünce deneyi argüme etmişlerdir ve her bir düşünce deneyinin bilimsel tartışması için dört ders saati ayrılmıştır. Öğ-renciler önce Toulmin (2003, ss. 90-96) argüman modeli bileşenleri -veri, iddia, gerekçe, destek, çürütme- temelinde bütün sınıfın katıldığı büyük grup tartışması şeklinde düşünce deneyini bilimsel olarak tartışmışlar; birbirlerinin düşün-me stratejilerini kritik etmişlerdir. Daha sonra ise bireysel olarak çalışma yaprağına Toulmin argüman modeli bileşenleri temelinde düşünce deneyini argüman olarak yeniden kurgulamışlardır. Bu süreç yedi düşünce deneyinin her biri için yü-rütülmüştür. Uygulama süreci sonunda ise öğrenci gözünden bütün araştırma sürecinin değerlendirilmesi sağlanmıştır.
Verilerin Analizi
Verilerin analizinde içerik analizi kullanılmıştır. Veri toplama araçlarından elde edilen veriler kodlandıktan sonra kategoriler oluşturulmuş ve frekans-yüzde hesapları yapılmıştır. Ayrıca tersten içerik analizi de yapılmıştır (Erickson, 2004). Tersten içerik analizi araştırmanın güvenirliğinin de teminatıdır. Bu araştırmada organik kimya öğretiminde dü-şünce deneyleri temelli argümantasyon öğrenme yaklaşımının kullanılması vasıtasıyla 12. sınıf öğrencilerinin eleştirel düşünme becerilerinin geliştirilmesi sürecinde; öğrencilerin eleştirel düşünmelerinin geliştirilmesindeki kriter onların bilimsel olarak doğru ve Toulmin argüman modeli (2003) bileşenlerini içeren (iddia, veri, gerekçe, destek, çütrütme) argüman yapılandırabilmeleridir. Verilerin analizinde, bilimsel olarak doğru olan ifadeler Toulmin argüman modeli bile-şenleri temelinde kodlanarak kategoriler oluşturulmuştur. Öğrencilerin bilimsel olarak doğru bir biçimde argüman yapı-landırmasının onların eleştirel düşünme becerilerinin geliştirdiğinin dayanak noktası ise Cambridge Düşünme Becerileri Programı (Cambridge Thinking Skills Syllabus) (2011) ve Lim’in (2011) araştırmasıdır. Bu araştırmada öğrencilerin uygulama öncesindeki ön eleştirel düşünme becerileri ve uygulama sonrasındaki son eleştirel düşünme becerileri ölçül-memiştir. Araştırmada öğrencilerin uygulama sürecindeki eleştirel düşünme becerilerinin gelişiminin takibi yapılmıştır. Tüzün’ün (2016) araştırmasına benzer olarak bu araştırmada da eleştirel düşünme becerilerinin gelişiminin takibi
öğren-cilerin argüman yapılandırma becerilerinin takibi ile yapılmıştır.
3. Bulgular ve Yorumlar
Verilerin analizi sonucu elde edilen bulgular: öğrencilerin argüman yapılandırma becerileri ve öğrencilerin süreci değerlendirmesi başlıklarıyla verilmiştir.
Öğrencilerin Argüman Yapılandırma Becerileri
Öğrencilerin her bir düşünce deneyine ait yapılandırdıkları argümanlar, bilimsel olarak doğru olmasına göre ve de Toulmin (2003) argüman modeli bileşenleri (veri, iddia, gerekçe, destek, çürütme) temelinde kodlanmış, kodlar revize edilerek kategoriler oluşturulmuş ve frekans-yüzde hesapları yapılmıştır. Öğrencilerin yapılandırdıkları argümanların bileşenlerine ait kategoriler ve frekans-yüzdeler Tablo 1’de gösterilmiştir. Tablo 1’de iddia “İ” harfi ile, veri “V” harfi ile, gerekçe “G” harfi ile, destek “D” harfi ile, çürütme “Ç” harfi ile, frekans “f” harfi ile, yüzde “%” sembolü ile gös-terilmiştir.
Tablo 1 incelendiğinde birinci düşünce deneyinde öğrencilerin %47’sinin (f:7), ikinci düşünce deneyinde %73’ünün (f:11), üçüncü düşünce deneyinde %73’ünün (f:11), dördüncü düşünce deneyinde %67’sinin (f:10), beşinci düşünce deneyinde %73’ünün (f:11), altıncı düşünce deneyinde %47’sinin (f:7) ve yedinci düşünce deneyinde %60’ının (f:9) bilimsel olarak doğru argüman yapılandırdığı görülmektedir. Hem bilimsel olarak doğru hem de Toulmin argüman mo-delinin bütün bileşenlerini (iddia, veri, gerekçe, destek, çürütme) içeren argüman yapılandıran öğrenciler birinci düşün-ce deneyinde %33 (f:5), ikinci düşündüşün-ce deneyinde %40 (f:6), üçüncü düşündüşün-ce deneyinde %40 (f:6), dördüncü düşündüşün-ce deneyinde %53 (f:8), beşinci düşünce deneyinde %60 (f:9), altıncı düşünce deneyinde %40 (f:6) ve yedinci düşünce deneyinde %47’dir (f:7).
Tablo 1. Öğrencilerin bilimsel olarak doğru bir biçimde yapılandırdıkları argümanların bileşen analizi
Düşünce Deneyi V İV İVG İVÇ İVGÇ İVGDÇ toplamf ve %
1.Organik - anorganik bileşik ayırt edebilme düşünce deneyi %71 - %71 - - %335 %477
2.Karbon allotropları düşünce deneyi %203 - - - %132 %406 %7311
3.Organik bileşiklerin Lewis formülü düşünce deneyi %71 %132 - %71 %71 %406 %7311
4.Organik bileşiklerin hibrit orbitalleri düşünce deneyi %132 - - - - %538 %6710
5.Organik bileşiklerin molekül geometrileri düşünce deneyi - %71 - - %71 %609 %7311
6.Organik bileşiklerin fonksiyonel grupları düşünce deneyi - %71 - - - %406 %477
7.Organik bileşiklerde izomerlik düşünce deneyi - - - - %132 %477 %609
Verilerin analizinin yorumlanmasında alan eğitiminde uzman üç fen eğitimcisi bilimsel olarak doğru ve Toulmin argüman modelinin bütün bileşenlerini içeren biçimde yapılandırılmış argümanların %33’ü (toplam frekansın 1/3’ü) geçtiği durumda düşünce deneyinin argüman olarak yeniden kurgulanması sürecini başarılı bulma kriteri koymuşlardır. Hem bilimsel olarak doğru hem de Toulmin argüman modelinin bütün bileşenlerini içeren argümanların her bir düşünce deneyi için %33’ü geçtiği (%33, %40, %40, %53, %60, %40 ve %47) bulunduğundan öğrencilerin düşünce deneylerini argüme edebildikleri, düşünce deneylerini argüman şeklinde yeniden kurgulayabildikleri yani eleştirel düşünmelerine katkı sağladığı söylenebilir.
Tablo 1’de verilen bulguların güçlendirilmesi amacıyla ve de nitel araştırmaların ayrıntılı betimlenmesi doğası gereği çalışma yapraklarından elde edilen her bir düşünce deneyine ait argüman ve analizine dair örnekler aşağıda sunulmuş-tur. Ayrıca bilimsel olarak doğru olmayan argümanların nasıl tespit edildiği ve neden analiz sürecine alınmadığına dair örnekler de aşağıda belirtilmiştir:
Düşünce Deneyi 1: Organik ve anorganik bileşikleri ayırt edebilme düşünce deneyi
Ortaöğretim 12. sınıf kimya öğretim programı kazanımı: Anorganik ve organik bileşikleri ayırt eder.
İkiz dünya paradoksu: Dünyanın aynısı ikiz bir dünya olduğunu varsayalım. Bu ikiz dünyada gerçek dünyadaki her-şeyin ve herkesin bir ikizi var. Yalnız tek fark, ikiz dünyada yakıt olarak kullanılan gaz, CH4 moleküllerinden değil de XYZ moleküllerinden oluşuyor. XYZ, CH4 molekülünün bütün özelliklerini taşıyor. İkiz dünyadaki yakıtımızı organik ya da anorganik bileşik olarak sınıflayınız. (Putnam’ın ikiz dünyası düşünce deneyinden uyarlanmıştır.)
Ö4 kodlu öğrencinin argümanı: XYZ organiktir (iddia). XYZ, CH4’ün bütün özelliklerini taşıyor (veri). XYZ’nin yapısı CH4’e benzediği için organiktir (gerekçe). XYZ, CH4’ün bütün özelliklerini taşıyorsa C, H, O atomlarını içerir, organik özelliğe sahiptir (destek). XYZ anorganik bileşiktir (çürütme). Benzer şekilde, Ö6 kodlu öğrencinin argümanı: XYZ organiktir (iddia). CH4 ile aynı özellikleri gösterir (veri). Yapısında C varsa organik olabilir (gerekçe). Yapısında C olup olmadığını analiz ederiz (destek). Yapısında C olması illaki organik olması anlamına gelmez (çürütme) şeklinde bilimsel olarak doğru bir argüman oluşturmuştur. Bu katılımcıdan farklı olarak Ö5 kodlu öğrencinin argümanı: XYZ’yi organik ya da anorganik olarak sınıflayamam. X, Y, Z elementlerini bilmiyorum. X, Y, Z’yi analiz etmem lazım. X, Y, Z’yi analiz ettikten sonra sınıflandırma yapabilirim. Böyle bir (düşünce) deneyi yapmasaydım (iddiaya karşı iddia). Ö5 kodlu öğrencinin argümanının bilimsel olarak doğru kabul edilmeyişi ve analiz sürecine alınmayışının sebebi; öğrenci düşünce deneyinin varsayımsal dünyasını zihninde oturtamadığından düşünce deneyini organik, anorganik sınıflama yapabilme adına bir sonuca bağlayamamıştır.
Düşünce deneyi 2: Karbon allotropları düşünce deneyi
İlgili kazanım: Karbon allotroplarının özelliklerini yapılarıyla ilişkilendirir.
Başka gezegen fullerenleri: Dünyada K katkılanan C60 fullereni 18 kelvinde süperiletken hale geçmektedir. NASA tarafından başka bir gezegende keşfedilen bir elementin; C60 fullereninin iletim bandına bağlı olmaksızın ve düşük sıcaklık gerekmeksizin iletkenliğini potasyuma oranla çok daha fazla artırdığını varsayın. Bu durumu nanoteknolojik olarak yorumlayınız.
Bilimsel olarak doğru bir argüman oluşturan katılımcılardan, Ö2 kodlu öğrencinin argümanı: C60 fullereni süperi-letken olur (iddia). C60 fullerenine X elementi katkıladım (veri). İletim bandının isüperi-letkenliği arttı (gerekçe). Teknolojide kullanılır (destek). Böyle bir X elementi olmazsa (çürütme). Yine, Ö5 kodlu öğrencinin argümanı: Nanoteknoloji çalış-ma kalitesi artar (iddia). X elementi ile C60 fullerenine daha iyi katkılaçalış-ma yapçalış-mamız (veri). Çünkü yeni (katkılanan) C60 fullereni daha iletken oldu (gerekçe). Böyle bir (düşünce) deneyi yapmasaydık (iddiaya karşı iddia) (çürütme) şek-lindedir. Farklı olarak, Ö13 kodlu öğrencinin argümanı incelendiğinde: C60 fullereni süper iletken olmayabilir. C60 ful-lereni 18 Kelvinde süperiletken hale geçmektedir. Yeni katkılama (C60 fulful-lereninin) süperiletken olduğunu göstermez. (Süperiletkenlik) iletim bandına bağlıdır. (Süperiletkenlik için) düşük sıcaklık olmalıdır. Deneyi kendi içinde çürüttüm. Ö13 kodlu öğrencinin argümanının bilimsel olarak doğru kabul edilmeyişi ve analiz sürecine alınmayışının sebebi; öğ-renci düşünce deneyinin varsayımsal dünyasını zihninde canlandıramamıştır.
Düşünce Deneyi 3: Organik bileşiklerin Lewis formülü düşünce deneyi
İlgili kazanım: Kovalent bağlı türlerin Lewis formüllerini yazar.
Başka gezegen atomları I: Uzayın bir yerlerinde yeni bir gezegen keşfedildiğini varsayalım. Bu gezegende keşfedilen X atomunun son kabuğunda 4 elektronu olduğu ve H atomu ile XH4 bileşiğini oluşturduğu bulunduğuna göre XH4’ün Lewis formülünü yorumlayınız.
Ö2 kodlu öğrencinin argümanı: (iddia). (veri). CH4 apolar olduğundan XH4 de apolardır (gerekçe). CH4 suda çözünmez bu yüzden XH4 de suda çözünmez (destek). Böyle bir (düşünce) deneyi yapmasaydım (iddiaya karşı id-dia) (çürütme). Başka bir katılımcı ise, Ö3 kodlu öğrencinin argümanı: (idid-dia). (veri). Yapısının benzerliği (gerekçe). (Lewis) formülünün de benzer olması (destek). Böyle bir (düşünce) deneyi yapmasaydım (iddiaya karşı iddia) (çürüt-me) şeklinde doğru bir bilimsel argümandır. Bundan farklı olarak Ö9 kodlu öğrencinin argümanı: Uzayda bir gezegenin olması. Uzayın olduğunu biliyoruz. Uzaydaki gezegen X atomu ile XH4 bileşiğini oluşturabilir. Çünkü X atomu vardır. Böyle bir (düşünce) deneyi yapmasaydım (iddiaya karşı iddia). Ö9 kodlu öğrencinin argümanının bilimsel olarak doğru kabul edilmeyişi ve analiz sürecine alınmayışının sebebi; argümanın kimyasal yanlış kavrama içermesinin yanı sıra, argümanın Lewis formülü yazma kazanımını içermemesidir.
Düşünce Deneyi 4: Organik bileşiklerin hibrit orbitalleri
İlgili kazanım: Tek, çift ve üçlü bağların oluşumunu hibrit ve atom orbitallerini kullanarak yorumlar.
Maksimum yerçekimi I: Dünyanın aynısı ikiz bir dünya olduğunu varsayalım. Bu ikiz dünyada sadece yerçekiminin farklı olduğunu ve dünyadakınden çok büyük olduğunu hayal edelim. İkiz dünyada C2H4 molekülünün hibrit orbitalle-rinin geometrilerini yorumlayınız.
Ö2 kodlu öğrencinin argümanı: Hibrit orbitallerin şekli değişir (iddia). Hibrit orbitallerin lobları yerçekimine yönelir (veri). Molekülün geometrisi düzgün üçgenden sapar (gerekçe). Belki başka bir hibrit türü (de) olabilir (destek). Böyle bir (düşünce) deneyi olmasaydı (iddiam geçerli olmayacaktı) (çürütme). Diğer bir katılımcı olan Ö11 kodlu öğrencinin argümanı: Hibrit orbitallerin simetrisi bozulur (iddia). (Çok büyük) yerçekimine karşı (hibrit orbitaller) dirençsiz (veri). Hibrit orbitallerin şekilleri değişir (gerekçe). (Hibrit orbitaller) yerçekimine yönelir (destek). Böyle bir (düşünce) dene-yi yapmasaydık (iddiaya karşı iddia) (çürütme) şeklinde doğru bir bilimsel argüman oluşturmuşlardır. Katılımcılardan Ö1’in argümanı incelendiğinde, bilimsel olarak doğru kabul edilmemiş ve analiz sürecine alınmamıştır. Çünkü öğrenci düşünce deneyinin varsayımsal dünyasını zihninde canlandıramamıştır ayrıca argüman kendi içerisinde tutarlı değildir. Öğrencinin argümanı ise şu şekildedir: İkiz dünya yoktur. İkiz dünya olsaydı yerçekimi dünyadakinden farklı olmazdı. Hibrit orbitaller aynı olurdu. İkiz dünyanın yerçekiminin farklı ve büyük olduğunu biliyorum. İkiz dünya vardır (çürüt-me).
Düşünce Deneyi 5: Organik bileşiklerin molekül geometrileri düşünce deneyi
İlgili kazanım: Moleküllerin geometrilerini merkez atomu orbitallerinin hibritleşmesi esasına göre tahmin eder. Maksimum yerçekimi II: Dünyanın aynısı ikiz bir dünya olduğunu varsayalım. Bu ikiz dünyada sadece yerçekiminin farklı olduğunu ve dünyadakınden çok büyük olduğunu hayal edelim. İkiz dünyada CH4 molekülünün, molekül geo-metrisini yorumlayınız.
Ö1 kodlu öğrencinin argümanı: CH4 molekülünün tetrahedral yapısı bozulur (iddia). İkiz dünyadaki yerçekiminin dünyadakinden fazla olduğunu biliyorum (veri). İkiz dünyada yerçekiminin fazla olması CH4’ün molekül geometrisini etkiler (gerekçe). Yerçekimi hibrit orbitallerin şekilleri üzerinde etkilidir (destek). İkiz dünyada CH4’ün yapısı bozul-masaydı (iddiam geçerli olmayacaktı) (çürütme). Benzer şekilde Ö2 kodlu öğrencinin argümanı: CH4 molekülünün geometrisi tetrahedralden biraz sapar (iddia). Yerçekiminin çok fazla olması sebebiyle hibrit orbitallerin şekli kayar (veri). Aşırı yerçekimi hibrit orbitallerin (şekli) üzerinde vakum etkisi yapar (gerekçe). Belki sp3 hibrit türü bile deği-şebilir (destek). Böyle bir (düşünce) deneyi olmasaydı (iddiam geçerli olmayacaktı) (çürütme) olarak doğru bir bilimsel argüman oluşturmuşlardır. Bu katılımcılardan farklı olarak, Ö5 kodlu öğrencinin argümanı: CH4 molekül geometrisi tetrahedralden sapmaz. Yerçekiminin çok fazla olması hibrit orbitallerin şeklini bozmaz. Molekül geometrisi bozulmaz. Yerçekimi çok fazla olduğu için hibrit orbitallerin üzerine vakum etkisi yapsa da bir şey değişmez. Böyle bir (düşünce) deneyi yapmasaydık (iddiaya karşı iddia). Ö5 kodlu öğrencinin argümanının bilimsel olarak doğru kabul edilmeyişi ve analiz sürecine alınmayışının sebebi; öğrenci hibrit orbitallerin şeklinin neden bozulmayacağını gerekçelendirememiştir.
Düşünce Deneyi 6: Organik bileşiklerin fonksiyonel grupları düşünce deneyi
İlgili kazanım: Organik bileşikleri fonksiyonel gruplarına göre sınıflandırır.
Başka gezegen atomları II: Uzayın bir yerlerinde yeni bir gezegen keşfedildiğini varsayalım. Bu gezegende keş-fedilen X atomunun son kabuğunda 4 elektronu olduğu ve yarıçapının C atomundan küçük olduğu bulunduğuna göre X2H5OH ve XH3OXH3 moleküllerinin bağ uzunluklarını C2H5OH ve CH3OCH3’e göre yorumlayınız.
Bilimsel olarak doğru bir argüman oluşturan katılımcılardan Ö3 kodlu öğrencinin argümanı: C-H ve C-O’nun bağ uzunlukları, X-H ve X-O’dan uzundur (iddia). X’in yarıçapının daha küçük olması (veri). X atomunun (C atomuna göre diğer atomlarla) daha iyi etkileşmesi sonucu bağın da kısalması (gerekçe). O-H bağ uzunluğunun değişmemesi (destek). Böyle bir (düşünce) deneyi yapmasaydık (iddiaya karşı iddia) (çürütme). Ö4 kodlu öğrencinin argümanı ise: XH ve XO bağ uzunlukları, CH ve CO bağ uzunluklarından kısadır (iddia). X atomunun son kabuğunda 4 elektron vardır, X’in yarıçapı C atomundan küçüktür (veri). X atomunun yarıçapı C atomundan kısa olduğu için O ve H atomu (ile) daha güçlü etkileşir (gerekçe). X atomunun yarıçapı küçük olduğu için çekirdeğinin çekim gücü daha kuvvetli olabilir (des-tek). Böyle bir (düşünce) deneyi yapmasaydım (iddiaya karşı iddia) (çürütme). Bilimsel olarak yanlış argüman oluşturan katılımcılardan Ö1’in argümanı: X-H ve X-O bağ uzunlukları (ile) C-H ve C-O bağ uzunlukları aynıdır. X atomunun çekim kuvveti ve yarıçapı, C atomunun çekim kuvveti ve yarıçapıyla aynıdır. X’in yarıçapı küçük ama gezegende bağ uzunluğuna etki eden faktörler farklıdır. X ve C atomlarının yaptıkları bağların uzunlukları aynıdır. X’in yarıçapı
bü-yükse (çürütme). Bu öğrencinin argümanının bilimsel olarak doğru kabul edilmeyişi ve analiz sürecine alınmayışının sebebi; öğrenci düşünce deneyinin varsayımsal dünyasını zihninde canlandıramamıştır ayrıca argüman kendi içerisinde tutarlı değildir.
Düşünce Deneyi 7: Organik bileşiklerde izomerlik düşünce deneyi
İlgili kazanım: Organik bileşiklerde farklı tipte izomerleri ayırt eder.
Başka gezegen atomları III: Uzayın bir yerlerinde yeni bir gezegen keşfedildiğini varsayalım. Bu gezegende keş-fedilen X atomunun son kabuğunda 4 elektronu olduğu ve yarıçapının C atomundan küçük olduğu bulunduğuna göre, X5H12 izomerlerinin bağ uzunluklarını C5H12 izomerlerine göre yorumlayınız.
Ö10 kodlu öğrencinin argümanı: Yeni izomerlerin bağ uzunlukları (eskilerinkinden) farklıdır (iddia). X atomunun yarıçapı küçük, çekim kuvveti fazladır (veri). X atomunun yarıçapı küçük olduğundan (bağ yaptığı) atomlar (ile) daha iyi etkileşir, (yarıçap kısalır) (gerekçe).(Eski moleküllerin iskelet formülleriyle bağ uzunluklarının gösterimi). (Yeni moleküllerin iskelet formülleriyle bağ uzunluklarının gösterimi) (destek). Böyle bir (düşünce) deneyi yapmasaydık (iddiaya karşı iddia) (çürütme). Farklı olarak katılımcılardan Ö14’ün argümanı: Yeni izomerlerin bağ uzunlukları daha kısadır (iddia). X atomunun yarıçapı daha kısa (veri). X atomunun yarıçapı daha kısa, çekirdeğin(in) bağ elektronlarını çekim kuvveti daha iyi, bağlar daha kısa (gerekçe). (Yeni moleküllerin iskelet formülleriyle bağ uzunluklarının gösteri-mi, daha kısa) (destek). İzomerlik kavramı geçerliğini yitirirse (çürütme). Ö1 kodlu öğrencinin argümanı: Yeni izomer-lerin bağ uzunlukları uzundur. X atomunun yarıçapı büyüktür. X atomunun yarıçapı büyük olduğundan atomlar arası etkileşim kötüdür. Atomlar birbirine yaklaşamaz. X atomunun yarıçapı küçükse (çürütme). Bu katılımcının argümanının bilimsel olarak doğru kabul edilmeyişi ve analiz sürecine alınmayışının sebebi; öğrenci düşünce deneyinin varsayımsal dünyasını zihninde canlandıramamıştır.
Öğrencilerin Süreci Değerlendirmesi
Araştırmanın uygulama süreci sonrasında öğrenci gözünden araştırma sürecinin değerlendirilmesi amacıyla öğrenci gözlem notlarından elde edilen veriler içerik analizi tekniğiyle çözümlenmiştir. Öğrenci gözlem notlarında ortak sınıfla-malar yapılarak kod ve kategoriler oluşturulmuş daha sonra da frekans-yüzde hesapları yapılmıştır. Elde edilen bulgular Tablo 2’de verilmiştir.
Tablo 2 incelendiğinde öğrenci gözünden sürecin değerlendirmesi organik kimya öğretiminde düşünce deneyleri temelli argümantasyon öğrenme yaklaşımının: Anlamlı öğrenme (f:12), kavram imajı edinme (f:1) ve probleme dayalı öğrenme (f:1) sağladığı, eğlenerek öğrenme(f:14), derse aktif katılım (f:2), araştırma yapma (f:1) edindirdiği ve kendi düşünme stratejilerini kritik edebilme (f:12), diğerlerinin düşünme stratejilerini kritik edebilme (f:9) yani eleştirel düşü-nebilme kazandırdığı şeklindedir.
Tablo 2. Öğrencilerin süreci değerlendirmesi
Kategoriler Kodlar f %
Öğrenme çıktıları Anlamlı öğrenmeKavram imajı edinme 121 %80%7
Probleme dayalı öğrenme 1 %7
Tutum bakımından çıktılar Eğlenerek öğrenmeDerse aktif katılım 142 %93%13
Araştıma yapma 1 %7
Eleşitel düşünme çıktıları Kendi düşünme stratejilerini kritik edebilmeDiğerlerinin düşünme stratejilerini kritik edebilme 12 9 %80%60
toplam 15 %100
Tablo 2’de verilen bulguların güçlendirilmesi amacıyla ve de nitel araştırmaların ayrıntılı betimlenmesi doğası gereği öğrencilerin süreci değerlendirdikleri gözlem notlarından alıntı ve analiz örnekleri aşağıda sunulmuştur:
Ö7 kodlu öğrencinin gözlem notlarından alıntı: ……. Düşünce deneyi ile canlandırma yaptık ve o konuya ait eleşti-riler yaptık (kendi düşünme stratejilerini kritik edebilme). Ö9 kodlu öğrencinin gözlem notlarından alıntı: ……. Eğlen-celiydi (eğlenerek öğrenme kodu). Birbirimizin fikirlerini çürüttük (diğerlerinin düşünme stratejilerini kritik edebilme kodu). Düşünce deneyi yaparken ezberlememe gerek kalmadı çünkü örneklerle anlattığımız için daha akılda kalıcı oldu (anlamlı öğrenme kodu). Ö11 kodlu öğrencinin gözlem notlarından alıntı: ……. Sınıfın kararlarını dinlemek, ortak
düşünmek ya da zıt düşünmek eğlenceliydi ……. (diğerlerinin düşünme stratejilerini kritik edebilme kodu) (eğlenerek öğrenme kodu)
4. Tartışma
Bu araştırmada lise öğrencilerinin öğrenmede zorluk çektikleri organik kimya kavramları düşünce deneyleri temel-li argümantasyon öğrenme yaklaşımıyla öğretilmiş; öğrenciler düşünce deneylerini argüman olarak yeniden kurgula-mışlardır, bu sürecin elde edilen bulgulara göre onların eleştirel düşünme becerilerine pozitif yönde katkı sağlandığı söylenebilir. Bu bulgu alan yazında argümantasyon öğrenme yaklaşımıyla öğrencilerin eleştirel düşünme becerilerinin geliştirildiği yönündeki bulgularla örtüşmektedir (Deveci, 2009; Gültepe, 2011). Bu araştırmanın alan yazından farkı öğrencilerin argümantasyonla eleştirel düşünme becerilerinin geliştirilmesi sürecinde organik kimya düşünce deney-lerini argüman olarak yeniden kurgulamalarıdır. Düşünce deneyleri temelli argümantasyon yaklaşımının öğrencilerin eleştirel düşünme becerilerini geliştirdiği bulgusuna dayanak noktası olarak öğrenciler düşünce deneylerini argüman olarak yeniden kurgulamadan önce bütün sınıfın katıldığı büyük grup tartışmasıyla birbirlerinin düşünme stratejilerini takip etmelerinin onların daha nitelikli argüman oluşturmasına katkı sağlaması sunulabilir. Zaten fen eğitimimin amacı, açıklama yapılandırma için argüman kullanımını araştırma ve öğrencinin argümantasyon yollarını anlamasını ve kul-lanmasını sağlamaktır (Osborne ve Young’dan akt., Osborne, Erduran ve Simon, 2004). Bu durum, Tümay ve Köse-oğlu’nun (2011), bilimsel tartışmaların gerçekleştiği sınıflarda yetişen öğrencilerin tartışmalarda öne sürülen iddiaları ve gerekçeleri eleştirerek bilinçli kararlar verebileceği ifadesiyle desteklenmektedir. Ayrıca yapılan tartışmalar sonucu öğrencilerin organik kimya düşünce deneylerini Toulmin’in arguman modeline göre derinlemesine düşünerek yeniden yapılandırmalarının onların eleştirel düşünme becerilerinin gelişimlerine katkı sağlamış olabileceği yönündedir. Bu du-rum öğrenci gözünden sürecin değerlendirilmesi bulgularıyla da örtüşmektedir.
Diğer yandan öğrencilerin organik kimya kavramları ile ilgili düşünce deneylerini argüman olarak yeniden kurgu-lamadan önce bütün sınıfın katıldığı büyük grup tartışmaları yürütmeleri, öğrencilerin argümantasyonun hem episte-molojik hem de sosyal yapısını deneyimlemelerini sağlamıştır. Epistemik olarak yapılandırdıkları argüman vasıtasıyla öğrenciye olgunun faklı bakış açıları sağlanmıştır. Sosyal açıdan ise öğrencilere diyalektik - çoklu fikirlerin yarıştığı - tartışmayı destekleyen sosyal bir bağlam yapılandırılmıştır. Epistemik ve sosyal vurgu Osborne, Erduran ve Simon’ın (2004) araştırmalarında da öne çıkan unsurlardır.
Araştırma sonunda öğrenci gözünden sürecin değerlendirmesiyle ilgili bulguların ışığında, öğrencilerin kendilerinin ve diğerlerinin düşünme stratejilerini kritik edebildikleri, eleştirel düşünebildikleri söylenebilir. Bu durumun nedeni olarak eğer bireyler kendinin ve diğerlerinin bakış açılarını koordine edebilirlerse eleştirel düşünme becerilerine olumlu katkı sağlarlarken diğerlerinin bakış açılarını göz ardı ettiklerinde ise yapılandırdıkları argümanın zayıf bir argüman olduğu dolayısıyla onların ilgili kavrama ilişkin dar bir eleştirel bakış açısına sahip oldukları söylenebilir. Bir başka ifa-deyle eleştirel düşünebilmek, güçlü argüman yapılandırabilmek, istenen bakış açısını savunduğun değil, rakibinin bakış açısını zayıflattığın argüman olarak ifade edilmektedir (Kuhn ve Udell, 2007). Dahası, öğrenci gözünden sürecin de-ğerlendirmesi bazı organik kimya kavramlarının öğretiminde düşünce deneyleri temelli argümantasyonun öğrencilerin anlamlı ve eğlenerek öğrenmelerini desteklediği şeklindedir. Benzer biçimde Kaya ve Kılıç (2008) da araştırmalarında fen sınıflarında argümantasyonun öğrencilerin anlamlı öğrenmesini, araştırma kabiliyetlerini ve bilimin nasıl işlediğiyle ilgili görüşlerini geliştirdiğini tartışmışlardır.
Bu araştırmanın sonuçlarına dayanarak, öğrencilerin eleştirel düşünme becerilerini geliştiren, öğrencileri etkili karar verme becerilerine sahip birey olarak yetiştiren, düşünce deneyleri temelli argümantasyon öğrenme yaklaşımının öğren-cilerin eleştirel düşünme becerileri üzerine etkisinin araştırıldığı farklı fen öğretim uygulamaları daha sonraki araştırma-lar için araştırma önerisi olabilir. Ayrıca bu araştırmada ortaöğretim kurum türünden kaynaklı oaraştırma-larak katılımcıaraştırma-lar kızdır. Bu durum bu araştırmanın sınırlılığıdır. Daha sonraki araştırmalar için karma katılımcılarla düşünce deneyleri temelli argümantasyon öğrenme yaklaşımının öğrencilerin eleştirel düşünme becerileri üzerine etkisinin araştırıldığı farklı fen öğretim uygulamaları araştırma önerisi olarak sunulabilir. Yine daha sonraki araştırmalar için düşünce deneyleri temelli argümantasyon öğrenme yaklaşımı sürecinde eleştirel düşünme becerileri üzerinde cinsiyet faktörünün etkisinin araştı-rıldığı farklı fen öğretim uygulamaları araştırma önerisi olarak sunulabilir.
5. Kaynakça
Brown, J. R. (1991). Thought experiments: A platonic account. T. Horowitz & G. J. Massey (Ed.), Thought experiments in science and philosophy, (p. 119-128). Maryland: Rowman & Littlefield.
Büyüköztürk, Ş., Kılıç Çakmak, E., Akgün, Ö. E., Karadeniz, Ş. ve Demirel, F. (2010). Bilimsel araştırma yöntemleri. Ankara: Pegem.
Cambridge International Examinations (CIE) (2011) Thinking Skills Syllabus 9694, http://www.cie.org.uk adresinden erişildi. Demirel, R. (2016). Argümantasyon destekli öğretimin öğrencilerin kavramsal anlama ve tartışma istekliliklerine etkisi.
Kastamo-nu Eğitim Dergisi, 24(3), 1087-1108.
Deveci, A. (2009). İlköğretim yedinci sınıf öğrencilerinin maddenin yapısı konusunda sosyobilimsel argümantasyon, bilgi se-viyeleri ve bilişsel düşünme becerilerini geliştirmek. Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
Erduran, S. (2009). Beyond philosophical confusion: Establishing the role of philosophy of chemistry in chemical education rese-arch. Journal of Baltic Science Education, 8(1), 5-14.
Erduran, S. & Msimanga, A. (2014). Science curriculum reform in South Africa: Lessons for professional development from rese-arch on argumentation in science education. Education As Change, 18(S1), S33-S46.
Erduran, S. & Yan, X. (2009). Minding gaps in Argument: Continuing professional development to support the teaching of scien-tific inquiry, https://limerick.academia.edu/SibelErduran adresinden erişildi.
Erickson, E. (2004). Demystifying data construction and analysis. Anthropology and Education, 35(4), 486-493.
Freeley, A. J. & Steinberg, D. L. (2005). Argumentation and debate: Critical thinking for reasoned decision making. Belmont USA: Thomson Wadsworth.
Gendler, T. (1998). Galileo and the indispensability of scientific thought experiment. British Journal for the Philosophy of Science, 49, 397-424.
Georgiou, A. (2005). Thought experiments in physics problem-solving: On intuition and imagistic simulation. MS Thesis, Univer-sity of Cambridge, Cambridge.
Gültepe, N. (2011). Bilimsel tartışma odaklı öğretimin lise öğrencilerinin bilimsel süreç ve eleştirel düşünme becerilerinin gelişti-rilmesine etkisi. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
Ireson, G. (2005). Einstein and the nature of thought experiments. School Science Review, 86(317), 47-51.
Joung, S. (2003). The effects of high-structure cooperative versus low-structure collaborative design on online debate in terms of decision making, critical thinking, and interaction pattern. Doctoral Dissertation, The Florida State University, Florida. Kabataş Memiş, E. (2014). İlköğretim öğrencilerinin argümantasyon tabanlı bilim öğrenme yaklaşımı uygulamalarına ilişkin
gö-rüşleri. Kastamonu Eğitim Dergisi, 22(2), 401-418.
Kabataş Memiş, E. (2017). Argümantasyon uygulamalarına katılan öğretmen adaylarının küçük grup tartışmalarına ilişkin görüş-leri. Kastamonu Eğitim Dergisi, 25(5), 2037-2056.
Kaya, O. N. ve Kılıç, Z. (2008). Etkili bir fen öğretimi için tartışmacı söylev. Ahi Evran Üniversitesi Kırşehir Eğitim Fakültesi Dergisi, 9(3), 89-100.
Kuhn, D. & Udell, W. (2007). Coordinating own and other perspectives in argument. Thinking & Reasoning, 13(2), 90-104. Kurbanoğlu, N. İ. & Taşkesenligil, Y. (2002, Eylül). Organik kimyada stereokimya konusunun programlı öğretimi. V. Ulusal Fen
Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi’nde sunulmuş bildiri, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara.
Lim, L. (2011). Beyond logic and argument analysis: Critical thinking, everyday problems and democratic deliberation in Camb-ridge International Examinations’ Thinking skills curriculum. Journal of Curriculum Studies, 43(6), 783-807.
Lyle, K. S. & Robinson, W. R. (2003). A statistical evaluation: Peer-led team learning in an organic chemistry course. Journal of Chemical Education, 80(2), 132-134.
Maloney, J. & Simon, S. (2006). Mapping children’s discussions of evidence in science to assess collaboration and argumentation. International Journal of Science Education, 28(15), 1817-1841.
Nakhleh, M. B. (1992). Why some students don’t learn chemistry. Journal of Chemical Education, 69, 191-196.
Norton, J. (1991). Thought experiments in Einstein’s work. T. Horowitz & G. J. Massey (Ed.), Thought experiments in science and philosophy, (p. 129-144). Maryland: Rowman & Littlefield.
Nussbaum, E. M. & Edwards, O. V. (2011). Critical questions and argument stratagems: A framework for enhancing and analyzing students’ reasoning practices. The Journal of the Learning Sciences, 1-46.
Ortaöğretim 12. Sınıf Kimya Ders Kitabı, http://www.meb.gov.tr/2016-2017-egitim-ve-ogretim-yilinda-okutulacak-ilk-ve-ortaog-retim-ders-kitaplari/duyuru/11971 adresinden erişildi.
Ortaöğretim Kimya Dersi 9, 10, 11 ve 12. Sınıflar Öğretim Programı, http://ttkb.meb.gov.tr/www/guncellenen-ogretim-program-lari/icerik/151 adresinden erişildi.
Osborne, J., Erduran, S. & Simon, S. (2004). Enhancing the quality of argumentation in school science. Journal of Research in Science Teaching, 41(10), 994-1020.
Osborne, J., Erduran, S., Simon, S. & Monk, M. (2001). Enhancing the quality of argument in school science. School Science Review, 83(301), 63-70.
Reiner, M. (1998). Thought experiments and collaborative learning in physics. International Journal of Science Education, 20(9), 1043-1058.
Simon, S., Erduran, S. & Osborne, J. (2006). Learning to teach argumentation: Research and development in science classroom. International Journal of Science Education, 28, 235-260.
Toulmin, S. (2003). The uses of argument. New York USA: Cambridge University.
Tümay, H. ve Köseoğlu F. (2011). Kimya öğretmen adaylarının argümantasyon odaklı öğretim konusunda anlayışlarının geliştiril-mesi. Türk Fen Eğitimi Dergisi, 8(3), 105-119.
Tümkaya, S. (2011). Fen bilimleri öğrencilerinin eleştirel düşünme eğilimleri ve öğrenme stillerinin incelenmesi. Ahi Evran Üni-versitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 12(3), 215-234.
Tüzün, Ü. N. (2016). Bilim eğitiminde lise öğrencilerinin argümantasyon becerilerinin geliştirilmesi yoluyla eleştirel düşünme becerilerinin geliştirilmesi. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Eğitim Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
Twin Earth Thought Experiment, https://www.britannica.com/biography/Hilary-Putnam#ref1204773 adresinden erişildi.
Vieira, R. M., Tenreiro-Vieira, C. & Martins, I. P. (2011). Critical thinking: Conceptual clarification and its importance in science education. Science Education International, 22(1), 43-54.
Vural, R. A. ve Kutlu O. (2004). Eleştirel düşünme: ölçme araçlarının incelenmesi ve bir güvenirlik çalışması. Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 13(2), 189-200.
West, T. L. (1994). The effect of argumentation instruction on critical thinking skills. Doctoral Dissertation, Southern Illinois Uni-versity, Chicago.
Zohar, A. & Nemet, F. (2002). Fostering students’ knowledge and argumentation skills through dilemmas in human genetics. Jour-nal of Research in Science Teaching, 39(1), 35-62.
